機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院課 程 設(shè) 計(jì)課 程 機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具 題 目 星輪的工裝設(shè)計(jì) 系 部 機(jī)械工程系 班 級(jí) 機(jī)制3062 姓 名 劉武 學(xué) 號(hào)1201063076 指導(dǎo)教師 徐春林 設(shè)計(jì)時(shí)間2008.5.28 機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)“星輪”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝置 （生產(chǎn)綱領(lǐng)：4000）內(nèi)容： （1）產(chǎn)品零件圖 1張； （2）產(chǎn)品毛坯圖 1張；（3）機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 1套；（4）機(jī)械加工工序卡片 1套；（5）夾具總裝圖 1張； （6）課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1份； 班級(jí) : 機(jī)制3062 學(xué)生 :劉武 指 導(dǎo) 教師 :徐春林 2008年5月28日目錄

2、序言 4一、零件的分析 41.1零件的作用41.2 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型51.3 零件的工藝性分析和零件圖的審查5二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)52.1 選擇毛坯52.2定位基準(zhǔn)的選擇52.3 確定各表面的加工方法52.4 擬定加工工藝路線52.5 確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差62.6 機(jī)床設(shè)備及工藝設(shè)備的選擇72.7 確定切削用量和基本工時(shí)7三、專用夾具設(shè)計(jì)103.1設(shè)計(jì)主旨 10 3.2夾具設(shè)計(jì)10 四、課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)11五、參考文獻(xiàn)12附圖1：零件二維圖樣 4序言機(jī)械制造工藝與夾具課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造工藝與夾具課程后，綜合運(yùn)用以前所學(xué)有關(guān)機(jī)械專業(yè)知識(shí)，進(jìn)行零件加工工藝過(guò)程設(shè)計(jì)。其目的

3、在于鞏固、加深擴(kuò)展機(jī)械制造技術(shù)及其他有關(guān)先修課程的理論知識(shí)，把理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，能夠獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，以及初步具備中等復(fù)雜程度零件工藝規(guī)程的能力。本設(shè)計(jì)包括三個(gè)部分內(nèi)容：第一部分為生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類型、工藝性分析和零件圖的審查。第二部分為毛坯的選擇，根據(jù)圖紙具體地闡明了毛坯選擇類型以及尺寸。零件加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)的核心部分，具體地列出了設(shè)計(jì)思路以及整個(gè)零件加工工藝過(guò)程。它包括定位基準(zhǔn)的選擇、確定表面的加工方法、確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差、機(jī)床設(shè)備及工藝設(shè)備的選擇、確定切削用量與基本工時(shí)。第三部分為夾具的設(shè)計(jì)，要能提高勞動(dòng)效率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)從還存在許多的不

4、足，懇請(qǐng)老師批評(píng)指正。一、零件分析零件的作用1.1零件的作用 星輪為滾柱式超越離合器的部件，星輪和外圈均可作為主動(dòng)輪。當(dāng)星輪為主動(dòng)件旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾柱受摩擦力的作用被楔緊在槽內(nèi)，因而帶動(dòng)外圈一起轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)離合器處于接合狀態(tài)(圖10-20b)。當(dāng)星輪反轉(zhuǎn)時(shí)，滾柱受摩擦力的作用，被推到槽中較寬的部分，不再楔緊在槽內(nèi)，這時(shí)離合器處于分離狀態(tài)如果星輪仍按左方向旋轉(zhuǎn)，而外圈還能從另一條運(yùn)動(dòng)鏈獲得與星輪轉(zhuǎn)向相同但轉(zhuǎn)速較大的運(yùn)動(dòng)時(shí)，按相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理，離合器將處于分離狀態(tài)，定向離合器常用于汽車、拖拉機(jī)和機(jī)床等設(shè)備中1.2 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型。所給任務(wù)的零件是星輪的設(shè)計(jì)，是機(jī)器中的零件。假定該機(jī)器年產(chǎn)量為400

5、0臺(tái)，且每臺(tái)機(jī)器上僅有一件，若取其備品為5%，機(jī)械加工廢品為1%，則該零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)為N=Qm(1+5%+1%)=4000(1+5%+1%)=4240件/年 由上式可知，該零件的年產(chǎn)量為4240件，由零件的特征可知，它屬于機(jī)體類小零件，因此可以確定其生產(chǎn)類型為單件大批量生產(chǎn)。 1.3 零件的工藝性分析和零件圖的審查 零件視圖正確，足夠表達(dá)直觀、清楚、繪制符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，尺寸公差及技術(shù)要求的標(biāo)注齊全、合理。 主要加工表面及要求 星輪外圓40Kb,45f7,其形狀公差均遵守包容要求,表面粗糙度均為Ra1.6µm; 星輪內(nèi)孔28H7,其形狀公差遵守包容要求,表面粗糙度為Ra0.8µ

6、;m,其外形尺寸14 端面與孔28軸心線垂直度誤差為0.025,起左端面對(duì)孔28軸心線圓跳動(dòng)誤差為0.025; 外圓45軸心線對(duì)外圓40軸心線的同軸度誤差為0.06,外形尺寸61±0.15右端面對(duì)尺寸17的圓跳動(dòng)誤差為0.02； 鍵槽寬度為8H9,長(zhǎng)度為16mm，軸槽深為40.5h11,表面粗糙度Ra5.2µm，在64的外圓上離它的軸心線24.3的平面與孔28H7軸心線的平行度誤差為0.012表面粗糙度為Ra0.8µm。 二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1 選擇毛坯 圖紙上所給的材料是40Cr合金調(diào)質(zhì)鋼,該材料屬于難切削的材料,其中區(qū)屈服強(qiáng)度是=1.03GPa,該材料經(jīng)過(guò)調(diào)

7、質(zhì)處理后具有良好的綜合性能,故在加工過(guò)程中所選擇的熱處理是調(diào)質(zhì)熱處理。而毛坯可以選擇模鍛和棒料。由于零件較小模鍛是內(nèi)孔不能鍛造出來(lái) ，還有鍛造是需要相應(yīng)的設(shè)備 增加零件的成本。所以選擇棒料。根據(jù)圖紙尺寸選擇68×64的棒料。2.2 定為基準(zhǔn)的選擇確定各加工表面的基準(zhǔn)如下圖表所示序號(hào) 加工部位 基準(zhǔn)選擇1 端面及28的孔 以棒料外形68的輪廓2 外圓40的內(nèi)孔及右端45的外圓棒料外徑683 左端外圓45 已加工出的外圓404 外圓64 外圓40k65 鍵槽 外圓40k66 3×0.5 外圓40k67 尺寸24.3 外圓40k62.3 確定各表面的加工方法根據(jù)個(gè)加工表面的加工精

8、度和表面粗糙度要求，選定如下加工方法零件端面的加工方法為車削；28H7孔的加工方法為鉆、粗鏜、精鏜；孔口倒角、外圓40k6；45f7、槽3X0.5的加工方法為車削；鍵槽的加工方法為銑削；4H9孔的加工方法為鉆、擴(kuò)鉸；2孔的加工方法為鉆削.2.4 擬定加工工藝路線 由于是大批量生產(chǎn)，故加工工藝采用集中原則（工藝集中原則適用于小量生產(chǎn)和大批量生產(chǎn)，從發(fā)展的角度 ，當(dāng)前一般采用工藝集中原則組織生產(chǎn)，可以節(jié)約生產(chǎn)的成本）。工序10 下料工序20 以棒料外輪廓為定位基準(zhǔn)，車端面，鉆、鏜28H7孔，空口倒角工序30 夾一端車削外圓40k6，45f7;夾40H6端，車削45k6，64，工序40 40k6作基

9、準(zhǔn)切槽3×0.5工序50 調(diào)質(zhì)熱處理工序60 以68外圓及一端面裝夾工件，精車45f7,40H6;以40H6做定為基準(zhǔn)，精45k6和60工序70 鉗工畫線工序80 以40H6定位，裝夾工件銑鍵槽工序90 以40H6定位粗銑平面，精銑平面工序100 以40H6定位，鉆2孔，擴(kuò)鉸4H9工序110 鉗工去毛刺工序120 終檢工序130 入庫(kù)2.5 確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差根據(jù)原始資料和加工工藝，查表確定各加工表面的加工余量工序號(hào)工序內(nèi)容 單邊余量工序尺寸表面粗糙度20車斷面1.5616.3鉆孔13.52712.5粗鏜0.227.56.3精鏜0.0628H70.8孔口倒角12

10、5;45°6.330粗車40k63.2376.3粗車45f73.2426.3粗車643.2626.340槽3×0.513×0.56.360精車40k61.140k61.6精車45f71.145f71.680鍵槽18×163.290粗銑平面125.36.3精銑平面0.725.30.8100鉆2孔1212.5擴(kuò)4H90.53.86.3鉸4H90.024H93.22.6 機(jī)床設(shè)備及工藝設(shè)備的選擇根據(jù)生產(chǎn)類型和被加工零件的要求，結(jié)合現(xiàn)有生產(chǎn)條件，各工序所選用的機(jī)床設(shè)備和工藝設(shè)備如下表所示 工序號(hào) 工序內(nèi)容 機(jī)床設(shè)備和工藝設(shè)備 20 車端面 鉆28孔 鏜孔 孔口到

11、角 C336-K回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)塔車床，外圓車刀，Kr=90度 27標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆，通用夾具游標(biāo)卡尺 鏜刀 倒角車刀45度 30 粗車45f7 粗車40k6 粗車64 40 切槽 外圓車刀，Kr=90度， 通用夾具，游標(biāo)卡尺 切槽刀 60 精車45f7 精車40k6 外圓車刀，Kr=90度， 通用夾具，游標(biāo)卡尺80 鍵槽 X6132A臥式升降臺(tái)銑床，鍵槽 銑刀 端面銑刀，游標(biāo)卡尺90 銑平面 100 鉆2孔 擴(kuò)4H9至3.8mm 鉸4H9Z5125 1.95標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆，游標(biāo)卡尺 3.8擴(kuò)孔鉆 鉸刀 專用夾具 2.7 確定切削用量和基本工時(shí)工序20 車端面，鉆，粗鏜，精鏜f28H7孔，孔口倒角工步1 車端面

12、 確定背吃刀8m/min,基本時(shí)間T基本=2.7min,輔助時(shí)間T輔=0.22min工步4 孔口倒角 取n=760r/min,基本時(shí)間T基=0.003min,輔助時(shí)間F輔=0.08min量ap，端面總加工余量2.5 mm，一次走刀加工ap=2.5mm, 確定進(jìn)給量f 查表得f=0.3-0.4mm/r根據(jù)機(jī)床橫向進(jìn)給量，查表得 f=0.39mm/r;確定切削速度Vc 查表得Cr=235, n=0.20 , Xv=0.15 ,Yv=0.45, Kv=1,刀具耐用度選為1，T=60min故Vc=-(Cr/Tmapxvfyv)×Kv=(235/600.2×2.50.15×

13、0.390.45)×1=137.8m/min確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)數(shù)nn=1000Vc/pdw=1000×137.8/3.14×50=645r/min查表取相近較小的機(jī)床轉(zhuǎn)數(shù)n=400r/min,所以實(shí)際切削速度Vc=85.4m/min,計(jì)算基本輔助時(shí)間T間 切削加工長(zhǎng)度l=64mm，端面車刀Kr=90度，背吃刀量ap=2.5mm,查表切入量及切出量y+ =2 T基=(l+y+ /nf)i=0.8×2/400×0.39)1=0.42min輔助時(shí)間T輔 查表得裝夾工件為0.8min,啟動(dòng)機(jī)床0.02min,啟動(dòng)調(diào)節(jié)切削液0.05min,取量具尺為0.5m

14、in,共計(jì)T輔=1.37min;工步2 鉆28H7至27孔方法同上 查表確定進(jìn)給量f=0.33min,機(jī)床轉(zhuǎn)數(shù)n=285r/min,切削速度Vc=24.16r/min,基本時(shí)間T基=0.56min,輔助時(shí)間T輔=0.12min工步3 鏜28H7孔查表確定進(jìn)給量f=0.15mm,機(jī)床轉(zhuǎn)數(shù)n=150r/min,切削速度Vc=13.18工序30 粗車40k6，粗車45f7,粗車64，切槽 工步1 粗車40k6 確定進(jìn)給量f。查表取f=0.4. 確定切削速度Vc，查表取Vc=2.44M/S=146.4M/min 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速。n=1000Vc/do=1000×146.4/×40

15、=1166r/min查表，按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取n=1000r/min,實(shí)際的切削速度Vc=125.6m/min. 計(jì)算基本時(shí)間T基本，被加工表面長(zhǎng)度l=17mm.根據(jù)公式 Ti=l/fn=(l+l1+l2+l3/fn)i=17+3+4+5/0.4×1000=0.0725min 確定輔助時(shí)間T輔助。查表得變換刀架0.05min,變換或進(jìn)給量0.02min,調(diào)整或開啟切消液0.05min , 共計(jì)T輔助=0.12min。工步2粗車45f7確定進(jìn)給量f。查表取f=0.5確定切削速度Vc，查表取Vc=2.28M/S=136.8M/min確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速。n=1000Vc/do=1000

16、5;136.8/3.14×0.5=968r/min查表，按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取n=760r/min,實(shí)際的切削速度Vc=136.8m/min計(jì)算基本時(shí)間，外圓車刀Kr=90°，l1=3T基本=l+l1+l2+l3/nf=14+3+4+5/400×0.7=0.092min工步3 粗車64確定進(jìn)給量f。查表取f=0.7mm.確定切削速度Vc，查表取Vc =121.2m/min確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速。 n=1000Vc/do=1000×121.2/3.14×45=603r/min查表，按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取n=400in,實(shí)際的切削速度Vc=80.3m/mi計(jì)算基

17、本時(shí)間，外圓車刀Kr=90°，l1=3,切削長(zhǎng)度為l=14mmT基本=l=l1+l2+l3/nf=14+3+4+5/400×0.7=0.092min工序40工步1切槽確定進(jìn)給量f。查表得f=0.30.5m/r,根據(jù)機(jī)床參數(shù)選取f=0.35r/min確定切削速度Vc，查表取Vc =137.8m/min確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速。 n=1000Vc/do=1000×137.8/3.14×45=975.2r/min查表，按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取n=760in,實(shí)際的切削速度Vc=107.3m/min. 計(jì)算基本時(shí)間T基本=(/fn)i=d-d1/2+l1+l2+l3/fn=4

18、5-39/2+3/760×0.35=0.23min輔助時(shí)間：?jiǎn)?dòng)機(jī)床0.02min,變換刀架或轉(zhuǎn)換方位0.05min,變換或變換進(jìn)給量0.02min共計(jì)輔助時(shí)間T輔助=0.09min 工序60精車45f7,精車40k6 工步1 精車40k6確定進(jìn)給量f,查表得f=0.250.5，根據(jù)機(jī)床參數(shù)選取f=0.3mm.確定切削速度Vc，查表取Vc=87.15M/min確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速。 n=1000Vc/do=1000×87015/×40=693.8r/min查表，按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取n=400r/min,實(shí)際的切削速度Vc=50.24m/min.計(jì)算基本時(shí)間T基本=17+

19、3+4+5/400×0.3=0.24min 工步2精車45f7確定進(jìn)給量f,查表得f=0.250.5，根據(jù)機(jī)床參數(shù)選取f=0.4mm.確定切削速度Vc，查表取Vc=137.8M/min確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速。n=1000Vc/do=1000×137.8/×45=975r/min查表，按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取n=760r/min,實(shí)際的切削速度Vc=107.88m/min.計(jì)算基本時(shí)間T基本=14+3+4+5/760×0.4=0.086min工序80 銑鍵槽參考文獻(xiàn)選定銑刀直徑為6mm，查加工手冊(cè)的相應(yīng)得參數(shù)為：刀具耐用度T為120min,切削寬度為12mm,進(jìn)給量為

20、0.09mm，背吃刀量為6mm.切削速度V=120m/min.確定主軸轉(zhuǎn)速n=1000Vc/dw=1000×120/3.14×6=849r/min查表，按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取為n=760r/min,實(shí)際轉(zhuǎn)速Vc=107m/min.計(jì)算基本時(shí)間T基本=(L-B/fnz)i;i=h/ap=4.5/6T基本=（16-8/0.09×2×8）×4.5/20=1min.工序90 銑平面假定銑刀直徑為20，查相應(yīng)的參數(shù)如下表刀具耐用度T×1000切削寬度背吃刀量切削速度進(jìn)給量粗銑量精銑量10.86033.120.10.10.5求切削速度V=214do0

21、.12Kv/T 0.2ap 0.1af 0.4ae 0.2×60 0.8 =214×20 0.12×1/180 0.2×3 0.1×0.1 0.4×60 0.2×60 0.8 =77.39m/min確定銑床主軸轉(zhuǎn)速n=1000Vc/do=1000×77.39/3.14×20 =1232r/min查相關(guān)資料選取n=1000r/min,實(shí)際銑削速度Vc=62.8m/min工序100 鉆2通孔，擴(kuò)、鉸4H9孔查表2-127選擇2的麻花鉆工步1鉆2通孔確定進(jìn)給量f，查表得f=0.13mm確定切削速度Vc=34.8

22、m/min確定主軸轉(zhuǎn)速nn=1000Vc/do=1000×34.8/3.14×1.95=5683r/min查表，按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取n=5000r/min,所以實(shí)際轉(zhuǎn)速為Vc=30.615m/min計(jì)算基本時(shí)間 被加工孔長(zhǎng)度l=11mm,切出量y=1.95×cot60°/2+12=1.5852.585所以T=l+y+/5000×0.13=0.02min確定輔助時(shí)間，查表得，變換刀架0.05min，變換或變換進(jìn)給量0.02min，啟動(dòng)切削液0.05min，共計(jì)輔助時(shí)間0.72min工步2擴(kuò)孔至3.98方法同上，查表得進(jìn)給量f=0.2mm,切削速度V

23、c=1.2m/s=72m/min，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n=5500r/min，實(shí)際速度=68.7m/min，基本時(shí)間T=0.22min，輔助時(shí)間T=0.13min工步3鉸孔4H9查表取f=0.3mm,切削速度Vc=0.4m/s=24m/min，主軸轉(zhuǎn)速n=1500r/min，實(shí)際轉(zhuǎn)速V=18.84m/min，基本時(shí)間=0.33min，輔助時(shí)間=0.12min 三、專用夾具設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)主旨本工序是為一星輪零件加工 3 個(gè)互成 120º的 4H9 的孔和2的通孔,所設(shè)計(jì)的一套鉆床專用夾具。主要技術(shù)指標(biāo)能保證工件的加工精度、提高生產(chǎn)效率、工藝性好和使用性好。我們?cè)谠O(shè)計(jì)專用夾具時(shí)為了能滿足工件的加

24、工精度要求，考慮了合理的定位方案、合適的尺寸、公差和技術(shù)要求，并進(jìn)行了必要的精度分析。由于是中批量生產(chǎn)，采用了回轉(zhuǎn)式鉆床夾具，提高了生產(chǎn)效率。在工藝性方面使這種夾具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理、便于加工、裝配、檢驗(yàn)和維修。在使用性方面這種夾具的操作簡(jiǎn)便、省力、安全可靠，排屑也方便，必要時(shí)可設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)。3.2夾具設(shè)計(jì)1、鉆床夾具設(shè)計(jì)過(guò)程1.1 零件本工序的加工要求分析鉆4H9孔和鉆2的通孔本工序前已加工的表面有：(1)28H7孔及兩端面；(2) 三個(gè)距圓心為23.4的互成120°的端面本工序使用機(jī)床為 Z5125立鉆。刀具為1.95標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆，3.8擴(kuò)孔鉆 鉸刀1.2 確定夾具類型本工序所加工三個(gè)孔 (4H9)，均勻分布位于工件外徑64的圓周上，三個(gè)孔互成 120°均勻分布，孔徑不大，工件重量輕、輪廓尺寸以及生產(chǎn)量為大批量生產(chǎn)等原因，采用固定式鉆模。1.3 擬定定位方案和選擇定位元件(1) 定位方案根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，：以孔28H7孔及端面b為定位面，以開口墊圈一側(cè)面與外緣毛坯面一側(cè)為防